[發明專利]一種確定高速列車旅客舒適度的方法

在審

• 申請號: 201710961736.9
• 申請日: 2017-10-17
• 公開（公告）號: CN107860594A
• 公開（公告）日: 2018-03-30
• 發明（設計）人: 陳春俊
• 申請（專利權）人: 西南交通大學
• 主分類號: G01M17/08
• 分類號: G01M17/08
• 代理公司: 成都點睛專利代理事務所(普通合伙)51232
• 代理人: 孫一峰

1.一種確定高速列車旅客舒適度的方法，其特征在于：首先，建立高速列車振動模型和人體垂向振動模型，并進行人體垂向振動參數辨識得到人體垂向振動模型參數；然后，以軌道不平順信號作為輸入激勵加載到列車振動模型，得到測點處的振動加速度響應；再將振動加速度響應信號作為輸入激勵輸入人體垂向振動模型，進行仿真模擬，得到測點處人體的振動加速度響應和振動程度響應；最后，分析仿真結果，評定旅客舒適度。

2.如權利要求1所述的一種確定高速列車旅客舒適度的方法，其特征在于：所述高速列車振動模型為27自由度模型，為其中，M_c為列車質量矩陣；C_c為列車阻尼矩陣；K_c為列車剛度矩陣；G為軌道輸入分布矩陣；q為軌道不平順輸入矩陣；X為列車振動位移矩陣；27自由度包括車體沉浮、點頭、側滾、橫移和搖頭；兩個轉向構架沉浮、點頭、側滾、橫移和搖頭以及四組車輪對的橫移、沉浮和搖頭。

3.如權利要求1所述的一種確定高速列車旅客舒適度的方法，其特征在于：在設定人體雙手及下臂平平放于座椅扶手上，雙腳置于地面，并且不考慮座椅靠背對人體垂向振動的影響下，所述人體垂直模型為9自由度模型，包括9大質量塊，分別為人體頭頸部質量塊、上軀干質量塊、內臟質量塊、下軀干質量塊、臀部含大腿質量塊、左下肢質量塊、右下肢質量塊、左上肢質量塊和右上肢質量塊；各質量塊的質量為m_i(i＝1,2,…,9)，單位Kg；各質量塊均取垂向自由度，且與相鄰質量塊間利用彈簧阻尼連接，各質量塊間彈簧連接的剛度系數為k_i(i＝1,2,…,14),單位為N/m；阻尼系數為c_i(i＝1,2,…,14)，單位為Ns/m；座椅與車地面之間彈簧剛度系數為k_s，阻尼系數為c_s；

所述人體9自由度模型為其中，Z為人體各部位質心的垂向位移向量；M_r為人體各部位質量矩陣；C_r為人體各部位間阻尼矩陣；K_r為人體各部為間剛度矩陣；B為系數矩陣；Q_S為激勵矩陣。

4.如權利要求3所述的一種確定高速列車旅客舒適度的方法，其特征在于：

其中δ為座椅振動位移，m_s為座椅質量。

5.如權利要求3或4所述的一種確定高速列車旅客舒適度的方法，其特征在于：人體垂直振動模型參數辨識的方法為：首先，對進行傅立葉變換，得到人體各部位響應傳遞函數表達式；接著，選取傳遞函數實驗數據、建立目標函數；最后，給定待標識參數的數值并賦予約束條件，進行辨識，待滿足精度要求后，給定的待標識參數對應的模型參數是最終得到的模型參數。

6.如權利要求5所述的一種確定高速列車旅客舒適度的方法，其特征在于：進行傅立葉變換時，設定所述左上肢質量塊與右上肢質量塊的質量、剛度和阻尼分別相等，所述左下肢質量塊與右下肢質量塊的質量、剛度和阻尼分別相等。

7.如權利要求5所述的一種確定高速列車旅客舒適度的方法，其特征在于：所述目標函數為min F＝∑_i(|S_r(w_i)|-|S_E(w_i)|)²，其中，w_i＝2πf_i為激勵角頻率，f_i為頻率；S_r為各個模型的傳遞函數計算值，S_E為傳遞函數實驗值。

8.如權利要求5所述的一種確定高速列車旅客舒適度的方法，其特征在于：所述給定待標識參數包括人體各部分質量參數m_i的約束及初值；人體各部分質量參數m_i的約束及初值根據國標GB/T 17245-2004成年人人體慣性參數給定，剛度和阻尼參數的約束為：